Диссертация (1145638)
Текст из файла
САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТНа правах рукописиЯкимова Анна ОлеговнаНарушения формирования нервных центров и поведенияу мутантов по гену sbr (Dm nxf1) Drosophila melanogasterспециальность: 03.02.07 – генетикаДИССЕРТАЦИЯна соискание учёной степеникандидата биологических наукНаучный руководитель:доктор биологических наук,старший научный сотрудникМамон Людмила АндреевнаСанкт-Петербург20182ОГЛАВЛЕНИЕСПИСОК СОКРАЩЕНИЙ………………………………………………………..6ВВЕДЕНИЕ………………………………………………………………………...81ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ……………………………………………………………151.1От эмбриона до имаго: особенности строения и морфогенеза мозга и глаз уD. melanogaster ……………………………………………………………………151.1.1Формирование мозга у D.
melanogaster в эмбриогенезе………………………..151.1.2Структура ЦНС и нейрогенез в личиночном периоде развития у D.melanogaster………………………………………………………………………..191.1.3Формирование глаз и развитие зрительных долей мозга……………………....221.1.4Морфогенез компартментов центрального мозга……………………………….251.1.5Структурно-функциональнаяорганизациямозгаиглазимагоD.melanogaster ……………………………………………………………………….1.2Ключевые процессы в формирования мозга D. melanogaster и последствияих нарушения............................................................................................................1.2.127Генетическийконтрольопределениявременной31спецификациинейробластов и формирования многообразия типов их потомков в нужномколичестве………………………………………………………………………….1.2.1.1Временная спецификация нейробластов – как основа формированиямногообразия нейронов в мозге D.
melanogaster………………………………..1.2.1.23131Контроль размера формирующихся клеточных линий и предотвращениечрезмерной пролиферации нейробластов…..……………………………………341.2.2Нацеливание отростков нейронов и установка связей со своими мишенями...361.2.2.1Навигационные сигналы, контролирующие нацеливание аксонов нейронов...361.2.2.2Роль молекул клеточной адгезии в нецеливании аксонов и установке связеймежду нейронами и их мишенями……………………………………………….1.2.2.3Контроль динамики цитоскелета в конусе роста аксона – важный этапрегуляции роста и нацеливания аксонов………………………………………...1.2.2.447Оптимизация коннектома: уничтожение ненужных нейронов и излишнихи/или некорректных связей между нейронами………………………………….1.342Связь цитоскелета и локализованных мРНК в развитии и функционированиинервной системы…………………………………………………………………..1.2.33849Белки семейства NXF в ядерно-цитоплазматическом экспорте и дальнейшейсудьбе мРНК в клетках нервной системы……………………………………….5131.3.1NXF1-опосредованный экспорт мРНК из ядра в цитоплазму клетки…………511.3.1.1Доменная структура белков семейства NXF…………………………………….511.3.1.2Механизм экспорта мРНК у эукариот…………………………………………...531.3.1.3Способы осуществления специфического экспорта определенных мРНКтранспортным рецептором NXF1………………………………………………...1.3.255Паралоги nxf1, выполняющие специализированные функции в нервнойсистеме у млекопитающих………………………………………………………..561.3.2.1Белки NXF2 и NXF7 грызунов…………………………………………………..571.3.2.2Белок NXF5 человека…………………………………………………………….581.3.3Ген small bristles у дрозофилы – полифункциональный ортолог генов nxf1других организмов ………………………………………………………………..591.3.3.1Фенотипическое проявление мутаций гена sbr у D.
melanogaster……………..611.3.3.2Характер экспрессии гена sbr…………………………………………………….621.3.3.3Альтернативные белки – продукты гена sbr…………………………………….641.3.4Судьба долгоживущих мРНК в цитоплазме клеток…………………………….642МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ………………………………………………………672.1Линии и гибриды D. melanogaster, условия их культивирования ……………..672.2Исследование влияния аллеля sbr12 на локомоторную активность мух……….702.3Исследование структуры мозга, глаз и характера локализации в них белкаSBR у мух на различных стадиях развития……………………………………...712.3.1Иммуногистохимическое окрашивание органов………………………………..712.3.2Приготовление парафиновых срезов, окрашенных гематоксилином-эозином.742.3.3Микроскопический анализ препаратов…………………………………………..752.4Статистическая обработка результатов………………………………………….763РЕЗУЛЬТАТЫ……………………………………………………………………..773.1Влияние гена sbr на поведение самцов и самок D.
melanogaster………………773.1.1Влияние аллеля sbr12 на отрицательный геотаксис у самцов и самокD. melanogaster…………………………………………………………………….3.1.2Влияния аллеля sbr12 на возрастную динамику активности самцов и самокD. melanogaster в тесте на отрицательный геотаксис…………………………...3.1.33.2.180Анализ возрастной динамики активности в тесте на ОГТ самцов и самок взависимости от присутствия мутантных аллелей (нулевого L4 и sbr12)……….3.27884Влияние гена sbr на структуру мозга и уровень нейродегенерации у самцови самок D.
melanogaster…………………………………………………………...86Анализ структуры мозга у самок и самцов в зависимости от генотипа ………8643.2.1.1Присутствие аллеля sbr12 в гетерозиготе приводит к возникновениюструктурных дефектов мозга у самцов D. melanogaster………………………...3.2.1.2Присутствие нулевого аллеля L4 и аллеля sbr в гетерозиготе не оказываетзаметного влияния на структуру мозга самок D. melanogaster………………..3.2.292Анализ общего уровня нейродегенерации в мозге у самок и самцовD.
melanogaster в зависимости от возраста……………………………………...3.2.2.18612Присутствиеаллеляsbr12вгетерозиготеприводитк94увеличениюинтенсивности нейродегенерации в мозге у самцов D. melanogaster вмолодом возрасте………………………………………………………………….943.2.2.2Нейродегенерация в мозге у самок D. melanogaster…………………………….963.2.3Наличие аллеля sbr12 у самцов sbr12/Dp(1;Y) приводит к возникновениюнейродегенеративных повреждений преимущественно в сетчатке, медуллезрительныхдолейиантеннальноммеханосенсорноммоторномцентре………………………………………………………………………………3.3Влияние аллеляsbr12на процесс формирования зрительного пути уD. melanogaster…………………………………………………………………….3.3.1100Нарушение фасцикуляции аксонов фоторецепторных нейронов в глазоантеннальном имагинальном диске у самцов sbr12/Dp(1;Y)…………………...3.3.296101Признаки нейродегенерации в медулле самцов sbr12/Dp(1;Y) на стадииличинки 3-го возраста……………………………………………………………..1043.3.3Дефекты коннектома в медулле самцов-имаго sbr12/Dp(1;Y)…………………..1063.4Особенности распределения белка SBR в развивающемся мозге у личинокD.
melanogaster…………………………………………………………………….3.4.1112Зональное распределение белка SBR в развивающемся мозге у личинокD. melanogaster…………………………………………………………………….1123.4.2Белок SBR присутствует в виде гранул в отростках нейронов………………...1144ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ………………………………………………...1174.1Дефектыповедениясамцовsbr12/Dp(1;Y)D. melanogaster,сопровождающиеся нарушениями соответствующих нервных центров……...4.2Предполагаемыемеханизмыфенотипическихпроявлениямутантныхаллелей гена sbr……………………………………………………………………4.2.1118Роль цитоскелета и локализованной трансляции мРНК в формированиинервной системы…………………………………………………………………..4.2.2117120Влияние дозы гена sbr на поведение и структуру мозга самок и самцовD.
melanogster……………………………………………………………………...12254.2.3Доминантно-негативные эффекты аллеля sbr12…………………………………4.3Различия в проявлении мутантного аллеля sbr12 у самок и самцов123D.melanogaster …………………………………………………………………….125ЗАКЛЮЧЕНИЕ……………………………………………………………………128ВЫВОДЫ………………………………………………………………………….130СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ………………………………………………………...131БЛАГОДАРНОСТЬ……………………………………………………………….1556СПИСОК СОКРАЩЕНИЙАММЦ - антеннальный механосенсорный моторный центрАФ – актиновые филаментыБЛ – борозда ламиныВАТ – вторичный аксональный трактВНС – вентральный нервный стволВТ – вееровидное телоГАИД – глазо-антеннальный имагинальный дискГМК – ганглиолярная материнская клеткаГТ – грибовидные телаДНК – дезоксирибонуклеиновая кислотаИГХ – иммуногистохимическая окраскаЛо – лобулаЛп – лобулярная пластинкаМБ – морфогенетическая бороздаМе – медуллаМКА – молекулы клеточной адгезииМТ - микротрубочкиНБ – нейробластНД - нейродегенерацияНЭ – нейроэктодермаОГТ – отрицательный геотаксисПАТ – первичный аксональный трактп.в.
– после вылетаПКГ – программируемая клеточная гибельПМ – протоцеребральный мостПЦ – пролиферативный центрВнешПЦ – внешний ПЦВнутПЦ – внутренний ПЦп.ф.к. – после формирования куколкиРНК – рибонуклеиновая кислотамРНК – матричная РНКРНП – рибонуклеопротеиновые (гранулы, комплексы)т.н. – тысяч нуклеотидов7ТФ – транскрипционный факторУЗ - узелкиФрН – фоторецепторные нейроны (R-нейроны)ЦМ – центральный мозгЦК – центральный комплекс (мозга)ЦНС – центральная нервная системаЭТ – эллипсоидное телоЯПК – ядерный поровый комплексA1-A7 – абдоминальные сегменты;CTE – Constitutive Transport Element, конститутивный транспортный элементDAPI - 4',6-diamidino-2-phenylindole; 4',6- диамидино-2-фенилиндол (флуоресцентныйкраситель, связывающийся с ДНК)L1-L5 типы нейронов ламины;LRR – leucine-rich repeat domain, домен лейциновых повторовMB – mushroom bodies, грибовидные телаNES – nuclear export signal, сигнал ядерного экспортаNLS – nuclear localization signal, сигнал ядерной локализацииNTF2-like - nuclear transport factor 2 like domain, домен подобный ядерному фактору 2OL – optic lobe, зрительная доля;R1-R8 – типы фоторецепторных нейронов (R-нейронов)RBD – RNA-binding domain, РНК-связывающий доменRRM – RNA recognition motifs, мотивы, узнающие РНКТ1-Т3 – торакальные сегментыUBA – ubiquitin associated domain, ассоциированный с убиквитином домен8ВВЕДЕНИЕАктуальность темы исследованияПредставители эволюционно-консервативного семейства генов Nxf (nuclear export factor)известны у представителей различных таксонов, от дрожжей до человека (Serpeloni et al., 2011).Этому генному семейству дал название ген Nxf1, отвечающий за транспорт большинства мРНКиз ядра в цитоплазму у разных организмов (Herold et al., 2003).
У эукариот, из-за разделениятранскрипции и трансляции в пространстве и времени, ядерно-цитоплазматический экспортмРНК необходим для обеспечения их жизнедеятельности всех клеток с активнойтранскрипцией. Белки NXF называют транспортными рецепторами РНК, поскольку и функциярецепции мРНК, и транспортная функция объединены в одной молекуле: связывание с мРНК ибелками-партнёрами обеспечивает N-терминальная половина белка, а с ядерным поровымкомплексом (ЯПК) и кофактором р15 (NXT1) – С-терминальная половина (Katahira et al., 1999;Bachi et al., 2000; Fribourg et al., 2001; Lévesque et al., 2001; Schmitt and Gerace 2001; Thakurtaet al., 2004; Viphakone et al., 2012). Ортологом гена Nxf1 других организмов у Drosophilamelanogaster является ген small bristles (sbr, синоним – Dm nxf1) (Wilkie et al., 2001; Herold et al.,2001; Tretyakova et al., 2001).Большинство известных аллелей гена sbr летальны в гомо- или гемизиготе ихарактеризуются широким спектром плейотропных эффектов.
Характеристики
Тип файла PDF
PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.
Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
